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1、太阳能太阳能 LEDLED 照明集成了太阳能与照明集成了太阳能与 LEDLED 的优点的优点本文由 my4750 贡献doc 文档可能在 WAP 端浏览体验不佳。建议您优先选择 TXT，或下载源文件到本机查看。太阳能 LED 照明集成了太阳能与 LED 的优点。 1、系统介绍 1.1 系统基本组成简介，系统由太阳能电池组件部分（包括支架） 、LED 灯头 灯头、控 制箱 （内有控制器、 蓄电池） 和灯杆几部分构成； 太阳能电池板光效达到 127Wp/m2， 效率较高， 对系统的抗风设计非常有利； 灯头部分以 1W 白光 LED 和 1W 黄光 LED 集 成于印刷电路板上排列为一定间距的点阵作
2、为平面发光源。控制箱箱体以不锈钢为材 质，美观耐用；控制箱内放置免维护铅酸蓄电池和充放电控制器。本系统选用阀控密封 式铅酸蓄电池，由于其维护很少，故又被称为“免维护电池” ，有利于系统维护费用的降 低；充放电控制器在设计上兼顾了功能齐备（具备光控、时控、过充保护、过放保护和 反接保护等）与成本控制，实现很高的性价比。 1.2工作原理介绍，系统工作原理简单，利用光生伏特效应原理制成的太阳能电池 白天太阳能电池板接收太阳辐射能并转化为电能输出， 经过充放电控制器储存在蓄电池 中，夜晚当照度逐渐降低至 10lux 左右、太阳能电池板开路电压 4.5V 左右，充放电控 制器侦测到这一电压值后动作，蓄电
3、池对灯头放电。蓄电池放电 8.5 小时后，充放电控 制器动作，蓄电池放电结束。充放电控制器的主要作用是保护蓄电池。 2、系统设计思想，太阳能路灯 路灯的设计与一般的太阳能照明相比，基本原理相同， 路灯 但是需要考虑的环节更多。下面将以香港真明丽集团有限公司的这款太阳能 LED 大功 率路灯为例，分几个方面做分析。 2.1 太阳能电池组件选型， 设计要求：广州地区， 负载输入电压 24V 功耗 34.5W， 每天工作时数 8.5h，保证连续阴雨天数 7 天。 广州地区近二十年年均辐射量 107.7Kcal/cm2， 经简单计算广州地区峰值日照时 数约为 3.424h； 负载日耗电量 = = 12
4、.2A 所需太阳能组件的总充电电流= 1.0512.2（3.4240.85）=5.9A 在这里，两个连续阴雨天数之间的设计最短 天数为 20 天，1.05 为太阳能电池组件系统综合损失系数，0.85 为蓄电池充电效率。 太阳能组件的最少总功率数 = 17.25.9 = 102W 选用峰值输出功率 110Wp、单块 55Wp 的标准电池组件，应该可以保证路灯系统在 一年大多数情况下的正常运行。 2.2 蓄电池选型，蓄电池设计容量计算相比于太阳能组件的峰瓦数要简单。根据上 面的计算知道，负载日耗电量 12.2AH。在蓄电池充满情况下，可以连续工作 7 个阴雨 天，再加上第一个晚上的工作，蓄电池容量
5、：12.2（7+1） = 97.6 （AH） ，选用 2 台 12V100AH 的蓄电池就可以满足要求了。 2.3 太阳能电池组件支架 2.3.1 倾角设计，为了让太阳能电池组件在一年中接收到的太阳辐射能尽可能的 多，我们要为太阳能电池组件选择一个最佳倾角。关于太阳能电池组件最佳倾角问题的 探讨，近年来在一些学术刊物上出现得不少。本次路灯使用地区为广州地区，依据本次 设计参考相关文献中的资料1，选定太阳能电池组件支架倾角为 16o。2.3.2 抗风设计，在太阳能路灯系统中，结构上一个需要非常重视的问题就是抗风 设计。 抗风设计主要分为两大块， 一为电池组件支架的抗风设计， 二为灯杆的抗风设计。
6、 下面按以上两块分别做分析。 太阳能电池组件支架的抗风设计依据电池组件厂家的 技术参数资料，太阳能电池组件可以承受的迎风压强为 2700Pa。若抗风系数选定为 27m/s（相当于十级台风） ，根据非粘性流体力学，电池组件承受的风压只有 365Pa。 所以，组件本身是完全可以承受 27m/s 的风速而不至于损坏的。所以，设计中关键要 考虑的是电池组件支架与灯杆的连接。 在本套路灯系统的设计中电池组件支架与灯杆的 连接设计使用螺栓杆固定连接。 路灯灯杆的抗风设计路灯的参数如下：电池板倾角 A = 16o 灯杆高度 = 5m 设计选取灯杆底部焊缝宽度 = 4mm 灯杆底部外 径 = 168mmatt
7、achment=485 如图 3，焊缝所在面即灯杆破坏面。灯杆破坏面抵 抗矩 W 的计算点 P 到灯杆受到的电池板作用荷载 F 作用线的距离为 PQ = 5000+ （168+6）/tan16o Sin16o = 1545mm =1.545m。所以，风荷载在灯杆破坏 面上的作用矩 M = F1.545。 根据 27m/s 的设计最大允许风速，230W 的双灯头 太阳能路灯电池板的基本荷载为 730N。 考虑 1.3 的安全系数， = 1.3730 = 949N。 F 所以，M = F1.545 = 9491.545 = 1466N.m。根据数学推导，圆环形破坏面的 抵抗矩 W = （3r23r23） 。上式中，r 是圆环内径， 是圆环宽度。破坏面 抵抗矩 W = （3r23r23）=（384243844243）= 88768mm8=88.768106 m6 风荷载在破坏面上作用矩引起的应力 = M/W= 1466/（88.768106） =16.5106pa =16.5 Mpa215Mpa 其1
